模擬結果與討論

本篇研究探討建立 D2D 通訊的位置與容量之關係，此節將其通訊的 位置分成三種情況討論，依序為 MBS 周圍、靠近 Macrocell 邊緣，與隨機 建立起通訊，並且假設 D2D 用戶提出需提升 100bps 與 150bps 容量的要 求。我們會比較在相同位置的情況，透過我們所提出的 LR&PA 演算法是

否皆可滿足，最後進一步探討 LR&PA 可以確切達到每對 D2D 所提出的要 求之比例。

我 們 將 Guo et al. 所 提 出 的 ISA 及 正 交 資 源 分 配 方 式 [9] 稱 為 Conventional，透過實驗的結果證明此方法雖可減緩 D2D 對 MUE 的干擾，

但對於 D2D 容量並非最佳化，透過我們的方法可使其進一步提升，MUE 容量則會小幅度的減少，實驗結果顯示在此情況下整體系統容量可明顯改 善，由此可知，D2D 成長的幅度遠大於 MUE 的下降，證明 LR&PA 可以 最佳化 D2D 並且有助於整體的提升。

A. D2D 通訊在 MBS 周圍被建立

我們假設此情況 D2D Rx 與 MBS 最大距離為 150m。一般而言，D2D 通訊的最佳位置為靠近蜂巢邊緣，因為離基地台最遠，所受到的干擾最小，

能享有極高的容量，但倘若在非理想的情況下被建立，即便資源分配上做 考量，仍然會因為受到基地台極大的干擾，導致容量無法滿足傳輸要求，

用戶 QoS 下降，為此用戶必須移動位置至干擾較小的地方，才能明顯提升 通訊品質。

如(圖 4-1)(圖 4-2)示，倘若只有改變 D2D 通訊位置(LR)，在-140dBm 與-130dBm 的時候，容量皆無法滿足要求，然而再透過第二步調整 Tx 功 率合稱 LR&PA，在-130dBm 便可達到用戶需求。很顯然的，LR&PA 除了 -140dBm 其餘情況皆能夠符合並且進一步有所提升。

D2D 分配到的 RBs 是根據其 Tx 的 ISA，在-140dBm 的時候 ISA 極 大，導致 D2D 分配不到 RBs，因此透過 LR&PA 仍無法提升。

圖 4-1、D2D 用戶提出容量需增加 100bps 要求時，D2D 容量之改善

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Capacity of DUEs (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Capacity of DUEs (bps)

Conventional LR

LR&PA

從文獻[9]的實驗結果，即 conventional 方法，可以知道 D2D 與 MUE 容量會呈現反比的趨勢，如(圖 1)與(圖 2)的灰色曲線及(圖 3)與(圖 4-4)的黑色曲線，而透過 LR&PA，MUE 容量在-110Bm 至-60dBm 的時候會 受到 D2D Tx 較大的功率影響，導致低於 conventional 方法，如(圖 4-3)與

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Capacity of MUEs (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Capacity of MUEs (bps)

Conventional LR

LR&PA

如上述(圖 4-1)與(圖 4-2) conventional 方法所示，隨著 ISA 的縮小，

D2D 所分配到的 RBs 變多，但因其位置距離基地台過近，受到的干擾極 大，因此只會有小幅度的容量提升，同時 MUE 容量因為 D2D 可複用的資 源變多，受到更多來自 D2D 的干擾，容量下降幅度大於 D2D 容量成長幅 度，因此 conventional 方法時的整體系統容量會隨著 ISA 縮小而逐漸下降，

如(圖 4-5)與(圖 4-6)的藍色長條圖。

如(圖 4-5)與(圖 4-6)的 LR 及 LR&PA 方法所示，在-130dBm 的時候整 體系統容量最高。

圖 4-5、D2D 用戶提出容量需增加 100bps 要求時，整體系統容量之改善

-140 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60

0 500 1000 1500 2000 2500

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

System Capacity (bps)

Conventional LR

LR&PA

圖 4-6、D2D 用戶提出容量需增加 150bps 要求時，整體系統容量之改善

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

System Capacity (bps)

Conventional LR LR&PA

-1400 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Ratio of Feasible Case (%)

LR LR&PA

圖 4-8、D2D 用戶提出容量需增加 150bps 要求時，D2D 容量符合預期之 改善的效果並不大，以(圖 4-9)來說，LR 在-160dBm 至-60dBm 皆無法達到 要求，而 LR&PA 在-120dBm 至-60dBm 皆可滿足，然而當用戶提高要求 時，如(圖 4-10)，LR 的改善微乎其微，LR&PA 雖可提高容量，但也無法 符合用戶需求。

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Ratio of Feasible Case (%)

LR LR&PA

圖 4-9、D2D 用戶提出容量需增加 100bps 要求時，D2D 容量之改善

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Capacity of DUEs (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Capacity of DUEs (bps)

Conventional LR

LR&PA

在此通訊位置，D2D 容量提升的幅度較小，因此對 MUE 的影響極輕

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Capacity of MUEs (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Capacity of MUEs (bps)

Conventional LR

LR&PA

由上述可知，當 D2D 在理想的情況下建立起通訊，LR 與 LR&PA 的

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

System Capacity (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

System Capacity (bps)

Conventional LR

LR&PA

當 D2D 在理想情況下建立起通訊，其他位置比當前好的機率極低，

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Ratio of Feasible Case (%)

LR

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Ratio of Feasible Case (%)

LR LR&PA

C. D2D 通訊在 Macrocell 中隨機被建立

如(圖 4-17)所示，透過 LR&PA，在-120dBm 至-60dBm 皆可滿足要求。

如(圖 4-18)所示，透過 LR&PA，在-130dBm 至-60dBm 皆可滿足要求。

圖 4-17、D2D 用戶提出容量需增加 100bps 要求時，D2D 容量之改善

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Capacity of DUEs (bps)

Conventional LR

LR&PA

圖 4-18、D2D 用戶提出容量需增加 150bps 要求時，D2D 容量之改善

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Capacity of DUEs (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Capacity of MUEs (bps)

Conventional LR

LR&PA

圖 4-20、D2D 用戶提出容量需增加 150bps 要求時，D2D 與 MUE 容量之 變化

D2D 容量在此通訊位置成長的幅度介於其他兩種通訊位置，因此對於 整體系統容量的改善亦是如此，以 LR 方法而言：在-120dBm 的時候整體 系統容量最高；以 LR&PA 方法而言：在-100dBm 的時候整體系統容量最 高，如(圖 4-21)。

如(圖 4-22)示，LR 及 LR&PA 方法在-120dBm 的時候整體系統容量最 高。

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Capacity of MUEs (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

System Capacity (bps)

Conventional LR

LR&PA

圖 4-22、D2D 用戶提出容量需增加 150bps 要求時，整體系統容量之改善

如(圖 4-23)示，LR 在-100dBm 至-60dBm 已能夠達到 70%至 75%左右 的比例，而 LR&PA 在此區間仍可使其更為理想，並且在-130dBm 至-110dBm 的區間，大幅提高了比例。

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

System Capacity (bps)

Conventional

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Ratio of Feasible Case (%)

LR LR&PA

如(圖 4-24)示，由於 D2D 要求的提高，在-90dBm 至-60dBm 的區間，

LR&PA 與 LR 方法改善的程度近乎相同，但在-130dBm 至-110dBm 的區 間，比例仍然有明顯的提高。

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Ratio of Feasible Case (%)

LR LR&PA

圖 4-25、在 LR 方法的兩種策略下，D2D 容量的改善

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Capacity of DUEs (bps)

Conventional LR by considering distance LR by considering capacity

-140 -130 -120 -110 -100 -90 -80 -70 -60

Interference From a DUE to a MUE (dBm)

Average Moving Distance of DUEs (%)

Conventional

LR by considering distance LR by considering capacity